中压变频器的技术特性及运用
中压变频器及应用综述
中压变频器及应用综述摘要：介绍了西门子、AB、ABB、三菱等公司中压变频器的概况及选型原则。
关键词：三电平矢量控制高压IGBT1 引言变频器正向着低噪声、高性能、高可靠性方向发展，通用变频器以其调速范围宽、调速精度高、动态响应快、效率高及操作方便等优点，在节约能源，控制工业生产过程，提高企业自动化生产水平等方面取得了良好的效果。
随着通用变频器的广泛应用，中压变频器正在得到推广和应用。
中压变频调速有多种方案，如中—低—中方案，中—低方案及中—中方案等，用户应结合本身中压电机负载的情况选择性能价格比最优的方案。
本文就目前中压变频器的最新进展及应用发表一些看法供参考。
（1）西门子公司西门子公司传动产品系列齐全，覆盖所有的应用领域，包括电流源型、电压源型和公共直流母线型。
在中压变频器应用领域，西门子公司采用中—低—中方案较好地解决了(300～630)kW/6kV电机的调速问题，即在通用变频器的输入侧加一个降压变压器，在输出侧加一个升压变压器组成中压变频器驱动系统，其主要特点是可靠性高，价格较低，考虑到变频器输出含有高次谐波和直流分量，输出升压变压器需特殊设计。
若将中压6kV电机改为690V或3300V电机，则只用降压变压器、变频器组成变频器驱动系统，即所谓中—低方案。
中压变频器可用于新工程项目和技改项目，在新工程项目中，可根据工艺要求对电机、变频器驱动系统做出合理的选择，而在技改项目中，可将6kV电机改为3300V或更低电压等级的电机，虽增加了费用和工作量，但却使得电机、变频器驱动系统更加合理，中—低方案不仅解决了风机、泵等变转矩负载的调速问题，而且对于具有较高起动转矩和加速转矩的负载（如挤压机、提升机等转矩负载）也提供了较好的解决方案。
为配套方便，西门子公司已在国内提供3300V、690V中低压电机。
以下就西门子公司推出的采用高压IGBT、三电平技术的直接高压中压变频器做一介绍。
IMOVERTMV中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理，其具有极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性，采用高压IGBT具有可靠性高、驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点，采用三电平技术降低对电机的冲击。
中压变频器是什么
中压变频器是什么
中压变频器是一种电力调节设备，用于控制中压电力系统中的电压和频率。
它主要由整流器、逆变器、滤波器、控制器等部件组成，能够将中压电网的交流电转换为可控的直流电，再通过逆变器将直流电转换为频率可调的交流电。
中压变频器广泛应用于电力、交通等领域，具有节能、调速灵活、过载能力强等优点。
中压变频器的工作原理
中压变频器通过对输入的电力信号进行整流、滤波处理，将交流电转换为直流电；然后再通过逆变器将直流电转换为频率可调的交流电输出。
控制器可以实时监测输入输出电压、电流等参数，并根据设定的调节要求对输出电压进行调控，使得中压变频器可以实现精确的功率调节和电压频率调节。
中压变频器的应用领域
中压变频器广泛应用于电力行业的发电厂、变电站等地方，用于电能转换和负载调节；在交通运输领域，中压变频器被广泛应用于电动汽车、高铁、地铁等车辆的动力系统；在工业生产中，中压变频器可以用于控制各种电动机的转速，实现生产线的精确调速和调动；此外，中压变频器还可以用于可再生能源发电系统中，提高系统的整体效率。
中压变频器的优势和未来发展趋势
中压变频器具有节能、环保、调速灵活、响应速度快等优点，可以提高系统的整体效率；未来随着技术的发展，中压变频器将朝着更高功率密度、更高效率、更好的可靠性方向发展，以适应不断变化和提高的市场需求。
中压变频器作为电力调节设备，在工业、交通、电力等领域有着广泛而重要的应用，它的发展将进一步促进各个领域的节能、智能化和可持续发展。
中压变频器的技术特性及运用
第26卷第2期2008年4月天 然 气 与 石 油Na tura l Ga s And O ilVol .26,No .2Ap r .2008 收稿日期:2007208206 作者简介:何丽梅(19692)女,四川成都人,高级工程师,学士,主要从事电气设计工作。
电话:(028))86014455。
中压变频器的技术特性及运用何丽梅,杨 焜(中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川成都610017)摘 要:中压变频器没有形成类似低压变频器那样统一的拓扑结构,国外制造商提供的中压变频器均有其各自的技术特点和适用范围。
根据国内交流兆瓦级变频驱动系统在工程中的运用情况,结合制造商提供的先进技术方案,对变频器的结构和技术参数进行比较分析,以图示说明重要概念和技术指标,对不同形式的中压变频器适用情况进行总结,有利于这一先进节能技术的推广和运用。
关键词:中压变频器;多电平;输入功率因数;输出谐波;脉宽调制文章编号:100625539(2008)022******* 文献标识码:B 随着电力电子器件(如I G BT 绝缘栅双极晶体管、I GCT 门极晶闸管、I ECT 注入增强型门极晶体管等)性能的提高和门类的发展,中压变频器作为兆瓦级电动机的传动方案实现无级调速,满足工艺过程的速度控制要求,大幅度地节约能源、降低成本。
近年来,各种中压变频器不断出现,到目前为止尚未形成类似低压变频器结构那样的统一模式,甚至各制造商提供的同一类型变频器都存在细节上的差异,国际上也没有相关的统一制造标准。
针对目前制造商提供的拓扑方案和技术指标,笔者根据实际工程中接触到的案例,对较为常用的几种中压变频器及其派生方案进行分析总结,旨在进一步加强对中压变频器的理解和技术推广。
按照目前功率元件的制造水准,中压变频器电压等级在2300～7200V 之间(相对与供电网络电压只能称之为中压),评价其性能的主要指标有成本、可靠性、网侧谐波污染、输入功率因数、输出谐波、共模电压、系统效率、四象限运行等[1]。
第一章ABB中压变频器概述
概述
内容：
中压ACS变频器产品介绍 中压ACS变频器设计原理
测试和服务 中压ACS变频器业绩
ABB
© ABB Industrie AG - 13
ACS 系列中压变频器核心特点
安全性 可靠性和可用性 与电机、电网和控制系统的兼容性 性能和特点
直接转矩控制(DTC) 失电跨越 高效率 冷却系统 适应能力
公共冷却水 9 x ACS 6000 7050kW 9 X ABB 异步电机
冷却水能力: 296,000 m3/小时
ABB
© ABB Industrie AG - 35
ABB 中压变频器业绩（2）－水行业
总功率： 64 MW 下图为一个单元运行
(7.05 MW)
ABB
ABB
核心特点 －安全性
中压部分柜门采用机电联锁结构 中压部分的柜门只有在主回路断电，以及直流母线接地的
情况下才能打开
T1
Rec1
Vs1
V1u
V1v
V1w
S2
S1
F1 [u, v, w]
Ft(u,v,w)
Rec2 Rec3 Rec4
Rdis1
Cdc1
V2u
V2v
V2w
Lf
V1Nu
Hale Waihona Puke V1NvV1NwABB
核心特点－可靠性（无熔断器设计）
熔断器在谐波，非周期性负载和老化 情况下，很容易被损坏
根据IEEE工业应用学报1997年第33卷 第6期报道：熔断器的损坏引起的变频 器故障占7％
熔断器的保护时间大约为100毫秒，ABB的无熔断器保 护时间小于25微秒
大功率的熔断器价格昂贵
中压变频器的发展与应用
中压变频器的发展与应用周志敏（莱芜钢铁集团有限公司动力部，山东莱芜271104）1主流器件中压变频技术发展至今，其主回路拓扑结构随电力电子器件的创新开发而不断发展，早期的SCR器件,也随着电力电子器件的不断创新在中压变频领域有逐步被淘汰的趋势。
而GTO具有高电压、大电流的发展潜力，但驱动电路复杂，影响可靠性，另外G-K所在的J3结是特性很软，耐压很低的P-N结，若GTO未处于导通状态就连续对J3结施加强的负门极脉冲,这是很危险的，因此，在应用中GTO状态识别和逻辑保护是十分重要的。
用内部MOS 结构关断的GTO，因工艺复杂，目前尚未能实现大功率化，而为实现可关断MOS结构的GTO，开发研制出把MOS结构置于GTO外面来协助关断的IGCT。
IGCT适用于大电流（1kA 以上）、低频率（1kHz以下）的应用，由于从研制生产到应用的一系列技术受到专利的保护，在推广应用和器件竞争中未能完全取代GTO。
IGBT作为第三代电力电子器件，因其工作电压较低，在多电平级联式变频装置中有其广阔的发展前景。
其作为主回路器件的中压变频装置，具有改善输出电流波形，减少谐波对电网的污染及减少系统和电动机的电应力。
IEGT 是最为崭新的电力电子器件，吸取了IGBT和GTO两者的优点，叫做“注入增强栅晶体管”，它是在沟槽型IGBT基础上，把部分沟道同P区相联使发射极区注入增强，使得IEGT具有高电压、大电流和高的工作频率，更适合在高电压、大功率、高频率的变频装置中应用。
目前，应用在中压大功率变频领域的电力电子器件，已形成GTO、IGCT、IGBT、IEGT 相互竞争不断创新的技术市场，在大功率（1MW）、低频率（1kHz）的传动领域，如电力牵引机车领域GTO、IGCT有着独特的优势，而在高载波频率、高斩波频率下，IGBT、IEGT 有着广阔的发展前景，在现阶段的中压大功率变频领域，将由这4种电力电子器件构成其主流器件。
2主流结构目前，中压大功率变频器的主流结构为中－中方式及其派生的形式，中－中大功率变频器按其中间直流环节的储能元件的不同，可分为电压源型和电流源型。
ABB中压变频器特点和选型
ABB中压变频器特点和选型特点：1.高可靠性：ABB中压变频器采用了先进的电路设计和功率半导体技术，具有高抗干扰能力和较低的故障率。
同时，它还配备了多种保护功能，如过载、短路、过热等保护，可以确保设备的安全运行。
2.高效节能：ABB中压变频器采用了先进的PWM控制技术，可以根据负载需求实时调整变频范围和频率，从而最大限度地降低电机的能耗。
此外，ABB中压变频器还具有高效率的电源模块和电机轴负载感应技术，进一步提高了能源利用率。
3.多种控制方式：ABB中压变频器支持多种控制方式，如恒功率控制、恒转矩控制、恒转速控制等。
用户可以根据实际需求选择最适合的控制方式，实现对电机的精确控制。
4. 多种通信接口：ABB中压变频器具有多种通信接口，如RS485、Modbus、Profibus等，可以与上位机、PLC等设备进行通信，实现远程监控和调试。
此外，还支持网络通信和远程诊断功能，方便用户对设备进行远程管理和维护。
5.灵活可扩展：ABB中压变频器具有模块化设计，可以根据用户的需求进行灵活配置和扩展。
用户可以根据实际情况选择不同的插件和功能模块，实现特定的控制和监测功能。
选型：在选型ABB中压变频器时，需要考虑以下几个方面：1.电机功率：根据实际应用需求，确定所需电机的功率范围。
ABB中压变频器通常具有不同的功率型号，用户可根据电机功率选择相应的变频器。
2.控制方式：根据对电机控制的要求，选择恒功率、恒转矩或恒转速控制方式。
不同的控制方式适用于不同的应用场景，用户应根据实际需求进行选择。
3.通信接口：根据与其他设备的通信需求，选择合适的通信接口。
如果需要与上位机或PLC进行通信，需选择支持相应通信协议的变频器。
4.额定电压和频率：根据实际应用的电网电压和频率，选择相应的额定电压和频率范围。
ABB中压变频器通常具有不同的额定电压和频率选择，用户应选择与电网匹配的变频器。
5.环境适应能力：根据实际应用环境，选择具有良好适应能力的变频器。
中压交流变频器(ABB)
中压交流变频器ABB是315千瓦至100兆瓦范围内中压交流变频器的主要国际供应商。
ABB的中压交流变频器用于需要较高功率的感应及同步电机的转速和转矩控制。
我们的变频器通过ABB的专利“直接转矩控制”（DTC）技术提供精确的传动过程控制。
无需使用编码器，无论是否存在输入电压波动或负荷突变，我们的变频器能够始终保持最高的控制精度。
ABB的中压变频器根据实际需要调整电机速度，从而能够降低能源消耗。
产品概述ACS 1000，ACS 6000，LCI，ACS 6000c应用概述水泥、采矿及矿物船舶金属化工、石油和天然气发电制浆和造纸水及废水处理中压变频器产品概述ACS 1000315千瓦-5兆瓦ACS 60003-27兆瓦LCI2-46兆瓦如有要求可更高ACS 6000c14 – 27兆瓦ACS 1000适用于315千瓦至最高5兆瓦电机转速及转矩控制的中压变频器ACS 1000通过“直接转矩控制”提供精确的传动过程控制。
ACS 1000的部件总数少，从而具有较高的固有可靠性。
ACS 1000拥有大量您可以根据自己的需求进行选择的灵活备选件，随时可以改造。
产品主要特点：· 可随时改造。
可根据现有电机随时进行改造，适用于泵、风机、压缩机、挤出机、输送机等大多数中压应用。
· 正弦输出滤波器。
用于纯正弦波电压及电流输出：标准电机、电机无须降额、对电网电压无冲击、对电机绝缘不会产生共模电压。
· IGCT 功率半导体器件。
具最高可靠性· 无熔断器设计。
可靠、无老化及无需维护的电路保护。
· DTC 控制平台。
具有极高的转矩和转速性能。
ACS 1000 – 参数适用于315千瓦至最高5兆瓦电机转速及转矩控制的中压变频器ACS 1000风冷ACS 1000水冷变频器类型变频器类型VSI-NPC 电压源逆变器—中性点箝位 VSI-NPC 电压源逆变器—中性点箝位 典型应用典型应用泵、风机、输送机、挤出机、搅拌机、压缩机、研磨机。
中压变频器基本知识
中压变频器基本知识
嘿，朋友们！今天咱来聊聊中压变频器的基本知识啊！这玩意儿可神奇了，就像是电力世界里的魔法棒！
你看啊，咱家里的电器啥的，插上电就能用，那就是因为有了合适的电压和电流。
中压变频器呢，它就是能把那电啊给变一变的好家伙！比如说，工厂里那些大型机器，没有中压变频器可就运转不灵光啦！就好像一辆跑车，没有合适的燃料它能跑得快吗？
咱再想想，要是没有中压变频器，那电力控制得多粗糙啊！它能让电流变得更平稳，更听话！就好比驯兽师能让凶猛的野兽乖乖听话一样，厉害吧！
“哎呀，那它具体是咋工作的呀？”有人可能会这么问。
嘿嘿，其实啊，它就像是一个智能的指挥官，指挥着电流和电压，让它们该大就大，该小就小，恰到好处。
比如说，生产线上有时候需要快速运转，中压变频器就能让电流“蹭”地一下上去；有时候又要慢悠悠地工作，它就能让电流稳稳地降下来。
而且哦，不同种类的中压变频器就像不同性格的人一样。
有的呢，特别厉害，能控制超级大的功率；有的呢，就比较温柔，适合一些小功率的设备。
这多有意思啊！
我跟你们说，中压变频器真的是太重要啦！有了它，我们的生活才能变得更便捷，工业生产才能更高效。
你想想啊，如果没有它，那得有多少麻烦事儿啊！
所以说啊，中压变频器可真是我们生活和工作中不可或缺的好帮手！大家可得好好了解了解它呀！。
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第26卷第2期2008年4月天 然 气 与 石 油Na tura l Ga s And O ilVol .26,No .2Ap r .2008 收稿日期:2007208206 作者简介:何丽梅(19692)女,四川成都人,高级工程师,学士,主要从事电气设计工作。
电话:(028))86014455。
中压变频器的技术特性及运用何丽梅,杨 焜(中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川成都610017)摘 要:中压变频器没有形成类似低压变频器那样统一的拓扑结构,国外制造商提供的中压变频器均有其各自的技术特点和适用范围。
根据国内交流兆瓦级变频驱动系统在工程中的运用情况,结合制造商提供的先进技术方案,对变频器的结构和技术参数进行比较分析,以图示说明重要概念和技术指标,对不同形式的中压变频器适用情况进行总结,有利于这一先进节能技术的推广和运用。
关键词:中压变频器;多电平;输入功率因数;输出谐波;脉宽调制文章编号:100625539(2008)022******* 文献标识码:B 随着电力电子器件(如I G BT 绝缘栅双极晶体管、I GCT 门极晶闸管、I ECT 注入增强型门极晶体管等)性能的提高和门类的发展,中压变频器作为兆瓦级电动机的传动方案实现无级调速,满足工艺过程的速度控制要求,大幅度地节约能源、降低成本。
近年来,各种中压变频器不断出现,到目前为止尚未形成类似低压变频器结构那样的统一模式,甚至各制造商提供的同一类型变频器都存在细节上的差异,国际上也没有相关的统一制造标准。
针对目前制造商提供的拓扑方案和技术指标,笔者根据实际工程中接触到的案例,对较为常用的几种中压变频器及其派生方案进行分析总结,旨在进一步加强对中压变频器的理解和技术推广。
按照目前功率元件的制造水准,中压变频器电压等级在2300～7200V 之间(相对与供电网络电压只能称之为中压),评价其性能的主要指标有成本、可靠性、网侧谐波污染、输入功率因数、输出谐波、共模电压、系统效率、四象限运行等[1]。
根据整的偏差大,再加上管端壁厚的偏差,因此,当管件和与钢管组对时,二者端部连接的对口必然会有对不齐而出现错边的情况存在,所以二者组焊时,对口错边量的存在是必然的,不可避免的,对口错边量的控制,既不体现在管件标准中,也不体现在钢管标准中,但二者又相互关联,因此钢管标准和管件标准都应在制定管端几何尺寸偏差时,考虑与之对接的管件/钢管的偏差,使之在对接时的对口错边量在强度安全的范围内,并且在工艺管道系统设计采用的施工安装标准中加以规定,因此作为工艺管道系统设计的设计人员应认真思考和采用标准,在设计文件中对对口错边量予以规定,以保证管道系统的安全可靠性。
参考文献:[1] G B /T 12459-2005,钢制对焊无缝管件[S].[2] G B /T 13401-92,钢板制对焊管件[S].[3] SH 3408-96,钢制对焊无缝管件[S].[4] SH 3409-96,钢板制对焊管件[S].[5] SY/T 0510-1998,钢制对焊管件[S].[6] AS ME B16.9-2001,工厂锻制对焊管件[S].[7] MSS SP75-2004,优质锻造对焊管件技术规范[S].[8] G B /T 9711.2-1999,石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部份:B 级钢管[S].[9] G B 6479-2000,高压化肥设备用无缝钢管[S].[10] AP I 5L -2004,管线钢管规范[S].[11] 李之光,蒋智翔.锅炉受压元件强度标准分析[M ].北京:技术标准出版社,1980,1.流器和逆变器间的中间直流环节分为电压源型变频器和电流源型变频器,按此分类本文就其结构方案、控制方式、技术特点、适用范围等进行分析。
1电压源型变频器(Voltage Source I n 2verter 简称VSI ) VSI 主要有二电平变频器、中性点钳位变频器(Netural Point Cla mped,简称NPC )、单元串联变频器(Cascaded H -bridge 简称CH I )以及NPC /H 混合型变频器。
通常整流器采用12脉冲以上二极管整流电路降低网侧输入谐波电流;采用全控型器件时使得输入谐波含量低、功率因数可调,但制造成本增加,适用于四象限运行的设备,如轧机、卷扬机等。
以下讨论内容均以二极管整流电路为基础,常用的整流变压器通过12脉冲整流电路移相消除5,7,17和19次谐波,而P WM 调制方式使用420Hz 的开关频率可消除11,13次谐波,输入电流接近正弦波。
图1 二电平变频器结构图1.1 二电平变频器图1所示为二电平变频器的典型结构图,逆变端通过多个电子器件串联输出高电压,不同电压等级输出时串联数量有所不同,可进行N +1或N +2的冗余配置,同一回路上的串联元件需同步关断[2]。
功率器件采用开关元件、门极驱动、旁路开关和缓冲单元集成形成模块化设计,但是元件间的静态、动态电压要求均匀分配,d u /d t 较高,输出电压含有较高的谐波分量。
Convertea m 的VDM5000、ABB 的ACS1000/6000以及GE 的MV -SP 改进系列均属于此类,最大容量27MVA 。
1.2 NPC 变频器NPC 变频器也称三电平变频器,主要是为解决输出电压较高时动态均压问题,将整流器的中性点N 3与NPC 逆变器的中性点相连,开关频率达到500Hz [3]。
其直流环节的电容器分为两组,中性点由钳位二极管将逆变器的端电压定在零电位,由此输出相电压电平为3(相电压)/5(线电压),每个电平幅值较二电平变频器低,直流母线电压降为二分之一,使得功率元件的耐压降低一半。
在同样开关频率下输出波形质量有较大改善,d u /d t 下降[2]。
为减少输出谐波,变频器采取较高的开关频率,但受开关过程限制,变频器损耗增加,效率下降。
随着中性点电压的波动,导致两个电容上的电压不均衡,因此必须采取特殊措施,导致复杂的P WM 设计方案。
Sie 2mens 的SI M VERT 2MV 、GE 的Dura 2B ilt5MV 、T oshiba的S650属于此类,最大容量18MVA 。
图2 三电平变频器结构图1.3 CHB 变频器CHB 变频器通过若干个低压功率单元串接直接实现高电压输出,如图3所示,每个功率单元(如图4所示)与移相变压器相互隔离的二次绕组相连。
功率单元数量取决于电压等级和成本,目前其最高电压是690V 。
常用的CHB 变频器电压等级在213～616k V 之间,见表1所示[2,4～5]。
表1 CHB 变频器分类表负载侧电压/k V整流电路脉冲数二次绕组逆变电路功率元件I G BT数量电平2.318993673.32412124894.1630151560116.6双18脉冲181872136.6k V 变频器常采用两个七电平CHB 结构串82 天 然 气 与 石 油2008年 图3 七电平CHB变频器图4 功率单元接,如图5的结构形式,从而大大降低制造成本。
此方案对电动机没有特殊的要求,可以使用普通异步电机,电机不必降额运行,因此尤其适用于对普通电动机的节能改造。
CHB 变频器的输出电压波形由多个小电平构成,近似于正弦波,T HD 值和d u /d t 值较小。
其输出电压通过功率单元串级实现,没有元件均压问题;输入侧二极管整流器产生的低次谐波通过变压器移相后消除,网侧线电流THD 值小。
功率单元中配置的旁路开关对故障单元短接,保证其余单元正常工作,负载可以降容运行[2～3,6]。
由于CHB 变频器的逆变单元通常由多电平二极管整流器提供直流电源,输入端需配有9～18个二次绕组的移相变压器,且移相变压器的二次绕组与功率单元之间连接电缆数量为27～57之间,使得制造成本增加。
Toshiba 的T OS VERT 2MV,GE 的MV 2GP /H 型以及Sie mens 的完美无谐波变频器都属于这一类,受功率单元的限制,其容量最大为715MVA 。
对于小功率电动机的变频调速系统,CHB变频图5 十三电平CHB 变频器结构图器方案是比较成功的,由于单个功率元件的输出电压不超过1000V,制造成本和维护工作较低,在10MW 电动机以下的范围内得到大量运用,例如杭甬线输气管道工程的春晓压气站3套412MW 电驱压缩机组,其变频器采用1700V 的I G BT 功率单元构成,为三相输入、单相输出的P WM 变频器,额定电压为690V,30脉冲的整流系统保证输出基波电流基本是正弦波,功率因数在负荷变化范围内达到0195以上。
变频器的结构具备转速跟踪再起动功能,能够适用于外部电源瞬间中断时对机组连续运行的要求。
由此可以看出,CHB 变频器用于功率不大、机组数量较多、负荷变化范围宽的电动机调速方案,是一项值得推广的节能技术。
1.4 NPC /H 型变频器NPC /H 型逆变器由三电平逆变器派生而来。
如图6所示,逆变电路的每一相H 型接线由两个NPC 逆变器组成。
与三电平变频器相比,NPC /H 型实际上就是一个五电平逆变器,所以输出电压的谐波含量更低。
如GE 的Dura 2B ilt5MV ,最大容量26MVA 。
92 第26卷第2期何丽梅,等:中压变频器的技术特性及运用 图6 NPC /H 变频器结构图1.5 电容器跨接变频器图7中所示为电容器跨接变频器的简单示意(仅示出三相中的一相),此类变频器由二电平逆变器接入电容器派生而来,因而具有二电平逆变器的部分特点。
与多电平变频器相似,其输出电压的THD 含量和d u /d t 值较低。
但是,此类结构使得直流电容器上的电压不易均衡,变频器关断方案复杂,直流电容器必须配置预充电回路,因而限制了在大功率传动系统中的运用。
如Convertea m 的VDM6000,最大容量8MVA。
图7 电容器跨接变频器结构图2 电流源型变频器(Current Source I n 2verter 简称CSI ) 主要有输出滤波器CSI 变频器、负载换相式CSI 变频器(Load Commutated I nverter 简称LC I )、门极关断晶闸管(Gate Turn 2off Thyrister 简称GT O )式CSI 变频器。
CSI 的主要特点是采用大电感作为中间直流滤波环节,因此电流保护实现较为容易,通常在上下两段直流母线分别各串入一组相同的滤波电抗器完成接地短路保护。
电抗器的接入使得输入功率因数较低,且随着转速的下降而降低;其输出电流谐波含量高,导致系统整体效率随着负载的减小而下降。
所以实际运用中需要设置补偿措施保证网侧的THD 值和功率因数。
2.1 输出滤波器CSI 变频器CSI 没有输入变压器时,其产生的共模电压施加到电动机定子绕组中心点和地之间影响其绝缘,但是图8的输出滤波器CSI 变频器设置有两个电感绕组的整体式扼流线圈,图9示出线圈的基本结构,其中一个为平波电流的差模电抗,另一个为阻隔共模电压的共模电抗,因而不必设置输入变压器。